雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS)為一類同時具有鐵素體α相及奧氏體γ相兩種顯微組織的鋼種,在固溶組織中兩相的相比例約為1:1,且通常情況下要求這兩相中量少相的含量不低于30%。雙相不銹鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵素體(ti)不銹鋼相比,雙相不銹鋼的塑性、韌性、焊接性能及抗晶間腐蝕性能都顯著增強,此外其還擁有鐵素體不銹鋼高的導熱系數、475℃脆性及超塑性等性能特點;與奧氏(shi)體不銹鋼相比,雙相不銹鋼有較高的強度,較優的抗腐蝕疲勞、抗晶間腐蝕以及氯化物應卡聯蝕破裂特性。這些性能特點使雙相不銹鋼對結構件意外事故(如爆炸、沖撞等)的應付具有實際使用價值,所以雙相不銹鋼材料發展迅速且被廣泛地應用在造紙、石油開采、海洋運輸、軍事以及化工等領域,同時也引發了科研工作者對雙相不銹鋼的關注。
雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)組織于(yu)(yu)1927年(nian)被(bei)Griffiths及(ji)(ji)Bain最先(xian)發現,20世(shi)(shi)紀30年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)開(kai)始,雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)得到發展(zhan)(zhan)和(he)應(ying)(ying)用(yong),典(dian)(dian)型(xing)(xing)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表為(wei)法(fa)國(guo)(guo)(guo)(guo)在(zai)1935年(nian)取得了(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)專利。時至今日(ri)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)已經(jing)有了(le)三(san)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)歷程(cheng):第(di)(di)(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表是(shi)美國(guo)(guo)(guo)(guo)20世(shi)(shi)紀40年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)開(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),接著德國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)、蘇聯及(ji)(ji)日(ri)本(ben)都開(kai)始探究(jiu)這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種。瑞典(dian)(dian)于(yu)(yu)20世(shi)(shi)紀60年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)期(qi)開(kai)發了(le)3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),主(zhu)要目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)顯(xian)著增(zeng)(zeng)強雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)氯化(hua)(hua)物(wu)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)裂能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)。第(di)(di)(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)含C量(liang)(liang)低、含Cr量(liang)(liang)為(wei)18%,具有較(jiao)(jiao)優的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接和(he)成(cheng)型(xing)(xing)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),被(bei)大(da)量(liang)(liang)地(di)應(ying)(ying)用(yong)為(wei)抗(kang)氯化(hua)(hua)物(wu)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao);其(qi)缺點(dian)是(shi)在(zai)焊(han)接狀態下,因為(wei)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)含量(liang)(liang)高(gao)(gao),導致(zhi)焊(han)縫熱影響區韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)下降,并且耐應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)裂性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)耐晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)比于(yu)(yu)基體(ti)(ti)金屬較(jiao)(jiao)弱。因而第(di)(di)(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際(ji)運用(yong)被(bei)局(ju)限在(zai)非(fei)焊(han)接狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下。第(di)(di)(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)以阿維斯塔(ta)-波拉里特(te)公司研(yan)究(jiu)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表,這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian):一是(shi)大(da)多(duo)數(shu)都是(shi)超低碳型(xing)(xing),并且含有增(zeng)(zeng)強抗(kang)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)(ji)Si(錫)等(deng)元(yuan)素(su)(su);二是(shi)含N(氮)元(yuan)素(su)(su),N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入降低了(le)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),減少了(le)Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong),N作為(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)(su)能(neng)(neng)(neng)夠提升(sheng)富N奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li),并且可與富Cr、Mo元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)獲得平衡,進而增(zeng)(zeng)強雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li),此外,N還能(neng)(neng)(neng)降低元(yuan)素(su)(su)Cr、Ni等(deng)在(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異,進而降低DSS發生選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)(xing)(xing)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)。第(di)(di)(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)些特(te)點(dian)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)促進了(le)瑞典(dian)(dian)、日(ri)本(ben)、法(fa)國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)及(ji)(ji)德國(guo)(guo)(guo)(guo)等(deng)國(guo)(guo)(guo)(guo)家開(kai)始發展(zhan)(zhan)第(di)(di)(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(ga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DSS),其(qi)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)含C量(liang)(liang)只有0.01%~0.02%、含Mo約4%、含N約0.3%、含鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)當量(liang)(liang)(PREN)大(da)于(yu)(yu)40,其(qi)抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)較(jiao)(jiao)優。在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)以北京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)研(yan)究(jiu)總院于(yu)(yu)20世(shi)(shi)紀70年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)期(qi)開(kai)始研(yan)究(jiu)發展(zhan)(zhan)DSS為(wei)標志(zhi),我國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已經(jing)被(bei)收錄于(yu)(yu)國(guo)(guo)(guo)(guo)家標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)來,我國(guo)(guo)(guo)(guo)又成(cheng)功(gong)研(yan)制(zhi)了(le)新型(xing)(xing)稀土(tu)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),這(zhe)一舉(ju)措(cuo)在(zai)很大(da)程(cheng)度(du)上增(zeng)(zeng)強了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)及(ji)(ji)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。韓(han)國(guo)(guo)(guo)(guo)于(yu)(yu)20世(shi)(shi)紀90年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)發布了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(專利申請號:96190623),其(qi)抗(kang)高(gao)(gao)溫氧(yang)化(hua)(hua)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)、熱塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)、沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)及(ji)(ji)抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)都較(jiao)(jiao)優。國(guo)(guo)(guo)(guo)內外雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)(dian)型(xing)(xing)牌號及(ji)(ji)化(hua)(hua)學成(cheng)分如表1.4所列。


